Спосіб визначення якості ембріонів

Спосіб визначення якості ембріонів, який містить освітлення розчину з бюматеріалом у прохідному СВІТЛІ, одержання оптичної інформації та и обробку, яка виконується шляхом кодування зо браження у проекціях, який відрізняється тим, що попередньо на основі R-функцій формується інформація про еталон ембріона, задаються критерії збігу аналізованого ембріона з еталоном, здійснюється порівняння інформації, одержаної у результаті кодування зображення аналізованого ембріона з інформацією про еталон ембріона, на основі результатів порівняння отримується висновок про рівень збігу аналізованого ембріона з еталоном, що являє собою критерій кінцевого винесення рішення про якість ембріона, а саме ВІДМІННИЙ, добрий, задовільний, умовно задовільний або незадовільний Винахід належить до сільського господарства, зокрема, біотехнологм трансплантації ембріонів сільськогосподарських тварин, а саме до визначення якості ембріонів перед їх замороженням та після розмороження Широко відомий спосіб визначення якості ембріона який включає участь оператора, застосування мікроскопу з підсиленням у 100-160 разів та, наприклад, чашки Петрі з поживною речовиною, де знаходиться ембріон [Инструкция по трансплантации эмбрионов крупного рогатого скота - М Госагропром СССР, 1987 - 9 1 с ] Недоліком цього способу є значний час аналізу та мала точність, яка пов'язана з втомою оператора та залежністю від його кваліфікації Відомий спосіб обробки візуальної інформації, який включає етап введення інформації, перетворення інформації про об'єкт дослідження у цифровий код, занесення кадрів зображення у пам'ять, попередню обробку кадрів, спряження з засобами багатомашинного комплексу та програмна обробка одержаної інформації [Путятин Е П , Аверин С И Обработка изображений в робототехнике - М Машиностроение, 1990 -320 с ] Недоліком цього способу є велика складність вирішення задачі визначення якості ембріона у зв'язку з відсутністю можливостей для введення та реєстрації параметрів мікробіологічного об'єкту Крім того, застосування такого обладнання пов'язане з значними витратами на придбання та доробку багатомашинного комплексу, а також з вели кими витрати на адаптацію ВІДПОВІДНОГО програмного забезпечення Найбільш близьким до запропонованого за сукупністю ознак є спосіб визначення рухомості сперміїв сільськогосподарських тварин, який включає освітлення розчину сперми у прохідному СВІТЛІ, одержання оптичної інформації, її обробку, кодування на чотири проекції кожного спермія, визначення шляху та швидкості руху кожного спермія [Патент Україна №21719 А, кл A61D19/02, 1998, Бюл № 2 Спосіб визначення рухомості сперміїв сільськогосподарських тварин МВ Зубець, Ю Є Мегель, В П Путятін] Однак застосування прототипу пов'язане з низькою точністю та відсутністю критерію винесення кінцевого рішення про якість ембріона В основу винаходу поставлено задачу створення способу визначення якості ембріона шляхом введення еталонного зразка ембріона, порівняння еталону з аналізованим зразком та введенням критеріїв рівня збігу з еталоном для автоматичного винесення кінцевого рішення про якість ембріона все це дозволяє забезпечити підвищення точності та скоротити час аналізу якості ембріона Такого технічного результату можна досягти, якщо у спосіб визначення рухомості сперміїв сільськогосподарських тварин, який містить освітлення розчину з бюматеріалом у прохідному СВІТЛІ, одержання оптичної інформації та и обробку, яка виконується шляхом кодування зображення у проекціях, згідно з винаходом вводиться інформація про еталон ембріона та критерії збігу аналізованого (О ю 42456 ембріона з еталоном, здійснюється порівняння інформації, одержаної у результаті кодування зображення аналізованого ембріона з інформацією про еталон ембріона, результат порівняння оброблюється, наприклад, кореляційним методом розпізнавання образів, на основі чого отримується висновок про рівень збігу аналізованого ембріону з еталоном, що являє собою критерій винесення кінцевого рішення про якість ембріона Позитивним технічним результатом є те, що спосіб дозволяє підвищувати точність визначення якості ембріона шляхом зменшення значень критеріїв збігу аналізованого ембріона з еталоном Крім того, запропонований спосіб дає змогу ефективної автоматизації, що у свою чергу зменшує час проведення аналізу ембріона на якість При пошуку в патентній та науково-технічній літературі не знайдено об'єктів з ознаками, подібними до ВІДМІННИХ ознак технічного рішення, що пропонується, на підставі чого можна зробити висновок про ВІДПОВІДНІСТЬ його критерію "суттєві рів) еталону ранньої морули з чотирма бластомерами, застосовуючи R-функци [Рвачов В Л Геометрические приложения алгебры логики - К Техника, 1967 - 2 1 2 с ] Модель зони пелюциду ранньої морули Область зони пелюциду D21 (фіг 2) визначається нерівністю вигляду (A,) fu(x,y) ^ (ra ДЄ Г - р а д і у с ЗОВНІШНЬОЇ ОбОЛОНКИ D МОруЛИ, Г21 радіус внутрішньої оболонки зони пелюциду морули Модель перивителинового простору ранньої 1 морули Область D Спосіб здійснюється таким чином Спочатку задається вхідна інформація У блок 9 заноситься інформація про п'ять критеріїв (п'ять кодів) збігу еталона з зразком ембріона (на практиці застосовується п'ять критеріїв ВІДМІННИЙ, добрий, задовільний, умовно задовільний та незадовільний) [Инструкция по трансплантации эмбрионов крупного рогатого скота - М Госагропром СССР, 1987 - 9 1 с ] У блок 8 заноситься інформація про еталон ембріона у вигляді кодів яскравості для кожної точки еталону ембріона Розглянемо спосіб завдання такої інформації Нехай треба забезпечити даний спосіб, наприклад, еталоном ранньої морули з чотирма бластомерами (фіг 2) Пропонується такий спосіб побудови моделей фрагментів (зони пелюциду, перивителинового простору, бластоме 22 перивителинового простору між зоною пелюциду і бластомерами D23, D24, D25, D26 (фіг 2) можна задати наступною булевою функцією F1 (Аз>Аз>А =2X, л (D~, v Д, ВІДМІННОСТІ" На фіг 1 приведено блок-схему пристрою для реалізації ПОСЛІДОВНОСТІ операцій способу На фіг 2 приведено приклад зображення ранньої морули для побудови її еталону Пристрій для реалізації ПОСЛІДОВНОСТІ операцій способу складається з джерела 1 світла, який освітлює, наприклад, чашку Петрі 2, де знаходиться ембріон, чашка Петрі може бути занурена у термостат 3 з прозорими стінками 3 протилежної сторони чашки Петрі встановлено мікроскоп 4, об'єднаний з телевізійним датчиком 5, який містить прилад з зарядовим зв'язком (ПЗЗ-матриця), вихід якого з'єднано з входом блоку 6 кодування зображення ембріона, перший вихід блоку 6 підключено до першого входу монітору 11 для виведення результатів аналізу якості ембріона, а другий вихід блоку 6 кодування підключено до першого входу обчислювального пристрою 7, в якому здійснюється порівняння еталона з зображенням ембріона, другий вхід обчислювального пристрою 7 підключено до виходу блоку 8 завдання еталону ембріона, вихід обчислювального пристрою 7 підключено до першого входу блоку 9 порівняння, другий вхід якого з'єднано з виходом блоку 10 завдання критеріїв збігу еталону з зразком ембріона, вихід блоку 9 порівняння підключено до другого входу монітора 11, який фіксує результат аналізу ембріона 2 г ) > 0 , О) (2) D25 v D26) Точки, що належать областям D22, D23, D2 D2e, задовольняють наступним нерівностям \ (Аз) /м( 2 2 2 П (3) (4) y)^x2+(y+bl)2~ti>0> (Лз) /i(*,y)^(x-a\) +y -r^>^ (5) 2 -І 1 2 (As) /i('. y) = (x + ttf+y -r£zQt (Dt6) /i(x, y) = x2+(y-bl2)2-r£ >0, (6) (7) де Г2з, Г24, Г25, Г26 - ВІДПОВІДНО, радіуси бластомерів D23, D24, D25, Ож а І, а 2, b І, b 2 - відстані від початку системи координат до центрів бластомерів D23, D24, D25, D2e (Фіг 2) Тоді область перивителинового простору D 22, згідно з булевою функцією (2) і співвідношеннями (3)-(7), визначається нерівністю о Чи, з огляду на співвідношення (3)-(7), і використовуючи операції R-кон'юнкція і R-диз'юнкція, область D122 між зоною пеллюциду і бластомерами D23, D24, D25, D2G (фіг 2) визначається нерівністю виду Фіг) s /а ( > У) К [/і , У) v e * , y)vl!fi, (х, у) 3 (*,v)]* (8) де v a - операція R-диз'юнкція, а л а - операція Rкон'юнкція [Рвачов В Л Геометрические приложения алгебры логики - К Техника, 1967 - 212 с ] Таким чином, розкривши (8), одержимо нерівність (9) 42456 яка описує область перивителинового простору D122 ранньої морули з чотирма бластомерами Модель бластомерів ранньої морули Для побудови нерівності, що описує область, займану сукупністю бластомерів D23, D24, D25 і ^26 (фіг 2) побудуємо булеву функцію F-AD D 26 \ 23 э -*-^24і D 1— О D 25' 26/ v Л ^3 \/ П \/ Г) 24 25 МПЇ \ / 26 Точки, що належать областям D23, D24, D25, D2e задовольняють наступним нерівностям (11) / J'\ \ .£ f \ 2 2 / і \1 г. (12) /и(*,>0 ^ ^ -(х + о,)2 --/ > 0, (13) (14) (Д*) Тоді область D26, займана бластомерами D23, D24, D25, D26, ЗГІДНО з (10)-(14) визначається нерівністю (A*) 0, де v a -R-диз'юнкція Розкривши R-диз'юнкцію, одержимо нерівність (15) яка визначає область, займану сукупністю бластомерів О2з, D24, D25, D26 ВІДМІТИМО, ЩО ДЛЯ випадку 8, 16, 32 та 64 бла стомерів аналогічним способом можна одержати нерівності, що описують зону пелюциду, перивителиновий простір і область, займану бластомерами еталонного ембріона Одержавши, у даному випадку для ранньої морули, моделі трьох и фрагментів у вигляді нерівностей (1), (9), (15), кожній точці цих фрагментів надаються ВІДПОВІДНІ еталонні значення (коди) трьох яскравостей Ji, J2, J3, які є вхідною інформацією еталону ембріона Таким чином, після завдання у блоки 8 та 10 вхідної інформації, вмикається джерело 1 світла, яке освітлює зразок ембріона, що знаходиться, наприклад, у чашці Петрі 2 з прозорими стінками Термостат 3 підтримує необхідну температуру ембріона Мікроскоп 4 підсилює зображення зразка ембріона Телевізійний датчик 5, який конструктивно об'єднаний з мікроскопом 4 та містить прилад з зарядовим зв'язком (ПЗЗ-матриця), оптичне зображення зразка ембріона перетворюється у електричні сигнали Потім ЦІ сигнали поступають у блок 6 кодування, де кожній точці зображення ставиться у ВІДПОВІДНІСТЬ код Далі ці коди подаються на перший вхід обчислювального пристрою 7, на другий вхід якого з блоку 8 завдання еталону поступає інформація про ВІДПОВІДНІ коди для еталону ембріона Обчислювальний пристрій 7 здійснює порівняння цих кодів та обробку результатів, наприклад, широко відомим кореляційним методом розпізнавання образів Далі результати обробки інформації у блоці 7 поступають до першого входу блоку 9 порівняння, куди на другий вхід з блоку 10 поступає інформація про значення критеріїв збігу еталону зі зразком ембріона Блок 9 порівняння формує сигнал, який дає команду на монітор 11 для виведення з блоку 6 на екран монітору зображення ембріона та з блоку 9 - інформації про значення критерію збігу еталона із зразком ембріона, останній вказує на якості ембріона (ВІДМІННИЙ, добрий, задовільний, умовно задовільний або незадовільний) Точність апаратної реалізації способу залежить від числа комірок ПЗЗ-матриці у блоці 5 Таких комірок, наприклад, у КТМ-1 налічується 260х х380 шт Для підвищення точності реалізації способу можна взяти матрицю на 1024x1024 комірок або ще мілкішу, які є у сучасних телевізійних приладах для введення візуальної інформації 42456 ФІГ. 1 42456 Фіг. 2 ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044)295-81-42, 295-61-97 Підписано до друку _ 2002 р. Формат 60x84 1/8. Обсяг обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам. УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22